З безперервним розвитком технологій, сучасні автомобілі з кожним роком стають дедалі складнішими. Це твердження стосується всіх без винятку систем та механізмів, у тому числі підвіски транспортного засобу. Підвіски автомобілів, що випускаються сьогодні, - це досить складний пристрій, що поєднує в собі сотні деталей.
Елементами багатьох автомобільних підвісок управляє комп'ютер (електронний спосіб), який фіксує всі показання датчиків і, за необхідності, здатний миттєво змінювати характеристики автомобіля. Еволюція підвіски значною мірою посприяла тому, що ми з Вами можемо їздити на більш комфортних і безпечних машинах, проте основні завдання, які виконувала та виконує автомобільна підвіска, залишилися незмінними ще з часів карет та кінних екіпажів. Давайте з'ясуємо, в чому саме заслуга цих механізмів, і яку роль відіграє задня підвіска в життєдіяльності транспортного засобу.
1. Призначення задньої підвіски
Автомобільною підвіскою називають пристрій, що забезпечує пружне зчеплення коліс машини з конструкцією кузова, що несе. Крім того, підвіска регулює положення корпусу транспортного засобу в процесі руху та сприяє зменшенню навантаження на колеса. У сучасному автомобільному світі існує великий вибір різних типів автомобільних підвісок, найпопулярнішими з яких є пружинні, пневматичні, ресорні та
Цей елемент бере участь у всіх процесах, що відбуваються між дорожнім покриттям та автомобілем. Тому всі конструктивні зміни та вдосконалення пристрою підвіски спрямовувалися на поліпшення певних експлуатаційних якостей, до яких насамперед належать:
Комфортні умови пересування.Уявіть собі, що Ви їдете до сусіднього міста на кареті з дерев'яними колесами, яке Ваше почуття? Зрозуміло, що подолати кілька сотень кілометрів на сучасному автомобілі куди приємніше, навіть незважаючи на якість теперішніх доріг, які в окремих місцях, здається, не змінювалися з часів тих кінних екіпажів. Саме завдяки функціонуванню підвіски, стало можливим досягти оптимальної плавності пересування, усунення зайвих коливань кузова та поштовхів від нерівностей дороги.
Рівень керованості автомобіля, що характеризується правильною реакцією коліс на "команди" рульового колеса.Адже можливість змінювати напрямок (повертати), також з'явилася завдяки підвісці (якщо бути конкретнішою, то передньою). Особливу актуальність, точність і зручність маневрування, набули з початком зростання швидкостей: чим вищою стає швидкість, тим сильніше змінюється поведінка транспортного засобу при повороті керма.
Безпека пасажирів транспортного засобу.У конструкцію входять одні з найактивніше рухливих деталей машини, а значить, безпека пересування безпосередньо залежить від її характеристик.
В основному підвіска передньопривідних автомобілів - напівнезалежна і знаходиться на задніх колесах, розташовуючись на еластичній «П» образній балці. Тобто вона складається з двох поздовжніх важелів, один з кінців яких закріплений на кузові, а на другому розміщені колеса. Поздовжні важелі з'єднуються між собою поперечною балкою, що і надає підвісці вигляду літери «П». Даний тип задньої підвіски має найоптимальнішу кінематику коліс, при чому має компактність і простоту, проте, її конструкція не дозволяє передавати крутний момент на задні колеса, тому напівнезалежний варіант задньої підвіски застосовується на більшості передньопривідних автомобілів.
Він має такі переваги:
- Просту конструкцію;
Високий рівень жорсткості у поперечному напрямку;
невелику масу;
Можливість зміни характеристик унаслідок змін поперечного перерізу балки.
Однак, як будь-яка система, напівнезалежна підвіска має і деякі недоліки, що виражаються в неоптимальній зміні розвалу коліс та особливих вимог до геометричних показників днища кузова в місцях кріплення.
Як правило, пристрій задньої підвіски завжди простіше за передню. На більшості автомобілів, задні колеса не здатні змінювати кут повороту, а це означає, що конструктивна сторона задньої підвіски повинна передбачати лише вертикальне переміщення колеса.
Однак, стан задньої підвіски прямо впливає на безпеку руху транспортного засобу та на комфортність керування ним. Тому варто пам'ятати, що від регулярної діагностики задньої підвіски і від своєчасного проведення ремонту її деталей залежить, чи зможете Ви уникнути більш серйозних проблем надалі. Іноді, це стосується навіть збереження життів водія та пасажирів.
Крім напівнезалежної підвіски, у недорогих моделях автомобілів часто використовується залежна задня підвіска.У цьому варіанті колеса між собою з'єднуються за допомогою балки заднього моста, яка, у свою чергу, кріпиться до автомобільного кузова поздовжніми важелями. Якщо на задню частину автомобіля з таким типом підвіски надати підвищене навантаження, то можуть з'явитися незначні порушення плавності ходу та легкі вібрації. Це вважається головним недоліком залежної задньої підвіски.
2. Види задньої підвіски та принцип їх роботи
Задня підвіска автомобілів має досить широкий варіативний ряд, але зараз ми розглянемо лише найпоширеніші та найвідоміші його види. Підвіска "Де Діон". Даний вид задньої підвіски був винайдений більше століття тому, проте успішно використовується і в наш час. У тих випадках, коли через фінансове питання або компоновочні міркування інженерам доводиться відмовлятися від незалежних підвісок, стара система «де Діон», доводиться дуже до речі. Її конструкція має такий вигляд:картер головної передачі кріпиться до поперечної балки рами або кузова, а привід коліс виконується за допомогою півосей, розміщених на шарнірах.З'єднання коліс між собою здійснюється за допомогою балки.
Технічно, підвіска вважається залежною, але завдяки кріпленню масивної головної передачі (кріпиться окремо від мосту), безпружинна маса значно знижується. З часом безперервне бажання інженерів позбавити задній міст від зайвого навантаження призвело до вдосконалення конструкції і в наш час ми можемо спостерігати як її залежний варіант, так і незалежний. Так, наприклад, в автомобілі Mercedes R-класу інженери змогли успішно об'єднати переваги різних схем: корпус головної передачі виявився закріпленим на підрамнику; колеса - підвішеними на п'яти важелях і приводяться в рух за допомогою напівосей, що коливаються; а роль пружних елементів у такій конструкції виконують пневматичні стійки.
Залежна підвіска є ровесницею всього автомобілебудування, яка разом з ним пройшла різні етапи вдосконалення та успішно дійшла до наших днів. Проте, у світі стрімкого розвитку сучасних технологій, вона з кожним роком дедалі більше стає частиною історії. Справа в тому, що мости, які жорстко пов'язують колеса, сьогодні використовуються хіба що на класичних позашляховиках, до яких належать такі автомобілі, як УАЗ, Jeep або Nissan Patrol. Ще рідше їх можна зустріти на легкових автомобілях вітчизняного виробництва, розроблених понад півстоліття тому (Волгах або Жигулях).
Основний мінус застосування підвіски цього очевидний:виходячи з конструкції, переміщення одного колеса передається і іншому, внаслідок чого з'являються резонансні коливання коліс у поперечній площині (так званий ефект «Шіммі»), що не тільки шкодить комфорту, але й суттєво позначається на керованості транспортного засобу.
Гідропневматична підвіска.Задній варіант такого пристрою аналогічний передньому і означає вид автомобільної підвіски, в роботі якої використовуються пружні елементи гідропневматичного типу. Родоначальником такої системи стала компанія Citroen, яка вперше застосувала її на своїх автомобілях ще далекого 1954 року. Результатом її подальших розробок є активні підвіски Hydractive, що використовуються французькою компанією і сьогодні. Перше покоління (Hydractive 1) з'явилося 1989 року. Принцип роботи і конструкція таких пристроїв: коли гідропневматичні циліндри нагнітають рідину в пружні елементи (сфери), гідроелектронний блок контролює її кількість і тиск.
Між циліндрами та пружними елементами розташовується амортизаційний клапан, через який при виникненні коливань кузова проходить рідина, що сприяє їх загасанню. При м'якому режимі, всі пружні гідропневматичні елементи об'єднуються між собою, а об'єм газу знаходиться на максимальному рівні.Тиск у сферах підтримується в рамках необхідних показників та крен машини (її відхилення від вертикального положення при їзді, найчастіше, викликане нерівностями дороги) компенсуються.
Коли з'являється необхідність активації жорсткого режиму підвіски, напруга подається системою керування автоматичним шляхом, після чого стійки передньої підвіски, циліндри і додаткові пружні елементи (розміщені на регуляторах жорсткості), по відношенню один до одного, виявляються в ізольованому положенні. Коли транспортний засіб повертає, може змінюватися жорсткість окремої сфери, тоді як за прямолінійному русі, зміни стосуються всієї системи.
Багатоважільна підвіска.Перший серійний автомобіль з багатоважелевою підвіскою побачив світ у 1961 році і це був Jaguar E-type. Згодом отриманий успіх вирішили закріпити застосуванням даного типу і на передній осі автомобіля (наприклад, окремі моделі Audi). Використання багатоважільного підвіски забезпечує автомобілю неймовірну плавність руху, відмінну керованість, а заодно сприяє зниженню шуму.
Починаючи з 1980-х років, інженери компанії Mercedes Benz замість пари здвоєних стали застосовувати на своїх автомобілях п'ять роздільних важелів: два з них тримають колесо, а решта трьох забезпечує йому необхідне положення у вертикальній і горизонтальній площинах. У порівнянні з більш простою двоважеля підвіскою, багатоважільний варіант просто знахідка для максимально вдалого компонування вузлів і агрегатів.Більш того, маючи можливість змінювати розміри і форму важелів, можна набагато точніше встановлювати необхідні характеристики підвіски, а завдяки еластокінематиці (законам кінематики будь-якої підвіски, яка має у своєму складі еластичні елементи) задня підвіска має ще й ефект, що підрулює, на поворотах.
Як правило, оцінюючи підвіску транспортного засобу, більшість автолюбителів, в першу чергу, звертають свою увагу на такі її властивості як рівень керованості, комфортність та стійкість (залежно від пріоритетів послідовність може бути іншою). Тому їм абсолютно все одно, який тип підвіски встановлений на їхньому автомобілі і яка у нього конструкція, головне, щоб він просто відповідав усім необхідним вимогам.
В принципі, воно і правильно, адже вибір типу підвіски, розрахунок її геометричних параметрів та технічних можливостей окремих складових – це завдання інженерів. При розробці та конструюванні, транспортний засіб проходить масу всіляких розрахунків, тестів і випробувань, а значить, підвіска стандартного автомобіля вже має оптимальні споживчі характеристики, що задовольняють вимоги більшості клієнтів.
3. Стабілізатор торсійного типу
Сучасні легкові автомобілі можуть обладнатися одним із двох основних видів стабілізаторів – важільним або торсіонним. Важельні стабілізатори(часто звані «реактивними тягами») мають вигляд порожнистої труби, на кінцях якої розміщені кріплення із сайлентблоками (являють собою гумометалеві шарніри). Вони встановлюються між кріпленнями кулака з одного боку та посадковим місцем на кузові з іншого. Через жорстку фіксацію та пружин, установка стабілізатора дозволяє створити якийсь трикутник, сторонами якого є амортизатор (пружина), міст (балка) і, відповідно, сам стабілізатор.
Торсіонний стабілізатор виступає основною частиною автомобільної підвіски, що з'єднує колеса за допомогою торсійного елемента. На сьогоднішній день багато автовласників вважають торсіонний стабілізатор практично незамінним елементом різних видів підвісок легкових машин. Його кріплення може виконуватися як на передніх, так і на задніх осях транспортних засобів, однак, на автомобілях, де в ролі задньої підвіски виступає балка, стабілізатор не застосовується, а виконання його функцій займається сама підвіска.
З технічного боку питання, стабілізатор – це стрижень із круглим перетином, який за формою нагадує букву «П». Зазвичай, він виготовляється з добре обробленої пружинної сталі та розміщується під кузовом у горизонтальному напрямку (поперек). До кузова деталь кріпиться в двох місцях, а для фіксації використовуються гумові втулки, що сприяють її обертанню.
Як правило, форма торсійного стабілізатора враховує розміщення всіх автомобільних агрегатів, розташованих під днищем кузова. . Коли на одній із сторін автомобіля між днищем кузова та нижньою частиною підвіски змінюється відстань, розміщення кріплень стабілізатора дещо зміщується, що спричиняє вигин торсіону.Чим суттєвіша різниця висот, тим сильніше йде опір торсіону, завдяки чому стабілізуючий ефект відрізняється більшою плавністю (порівняно з важільним стабілізатором). Тому найчастіше його встановлюють на передню підвіску.
13 серпня 2016На зорі розвитку автомобілебудування виробники не приділяли належної уваги підвісці. Через це страждав комфорт поїздок – машина йшла надто жорстко, коливання нічим не гасилися. Незабаром автомобілебудівники почали розробляти все нові та нові типи підвісок, які перетворили використання автомобіля на одне суцільне задоволення.
Навіщо потрібна підвіска?
Нерівності дорожнього покриття завжди призводять до коливання кузова. Саме через них виникає характерна тряска у салоні автомобіля, особливо на середніх швидкостях. Крім цього, удари коліс об дорожні вибоїни породжують деяку енергію, здатну пошкодити елементи кузова чи деякі агрегати.
Підвіска пом'якшує коливання автомобіля, що робить подорож комфортнішою. Крім того, вона захищає кузов від потенційних пошкоджень. Сучасні підвіски здатні настільки пом'якшувати рух машини, що навіть досить великі вибоїни не будуть помітні для пасажирів.
Ще одне призначення підвіски – зниження ступеня кренів при крутих поворотах автомобіля на великих швидкостях. Це можливо завдяки стабілізатору поперечної стійкості. Він є пружною балкою, що скріплює кузов з підвіскою.
Влаштування підвіски
Те, з чого складається підвіска автомобіля, формує складний технічний агрегат. Нічого дивного в його складності немає, адже підвісці необхідно розподіляти вагу автомобіля, а також знижувати навантаження, що впливають на кузов. У зв'язку з цим ремонт деяких моделей підвісок дуже скрутний в гаражних умовах, доводиться звертатися в автосервіс.
Підвіска автомобіля складається з кількох вузлів, на кожному з яких лежить власна функція:
- Пружні елементи. У різних моделей вони можуть відрізнятися: пружини, торсіони, інколи ж ресори. Вони можуть бути виготовлені з металу або гуми. Завдання цих елементів полягає у розподілі навантажень від нерівностей по кузову.
- Амортизатори. Це пристрої, що гасять, які нівелюють коливання кузова через нерівності, забезпечуючи плавний рух автомобіля.
- Важелі, що відіграють роль напрямних елементів. Вони відповідають за взаємний рух коліс та кузова.
- Стабілізатор поперечної стійкості, про який було розказано вище.
- Поворотні кулаки виконують роль опори для коліс. Вони поступово розподіляють навантаження від кожного колеса по всій підвісці.
- Елементи, що з'єднують підвіску з кузовом: сайлентблоки, шарніри, болтові жорсткі кріплення.
Ось, власне, і все, що входить у підвіску автомобіля. У деяких видів техніки пристрій підвіски може відрізнятись від цього класичного варіанту, проте все, що стосується легкового автомобіля, виглядає саме так.
Принцип роботи підвіски
При контакті колеса з дорожньою нерівністю виникає енергія, яка розподіляється по кузову та його окремим елементам відповідно до законів фізики. Якби не було підвіски, то трясіння було б нестерпним. Це добре помітно з прикладу деяких автомобілів періоду ВВВ. Тряска була така, що на особливо різких вибоїнах водій ризикував вилетіти з кабіни. Ці транспортні засоби мали надто примітивну підвіску, яка не могла поглинути силу поштовхів.
Коли колесо потрапить на нерівність, та енергія, яка могла обрушитися на кузов, переходить у вузол, що гасить, тобто амортизатор. Залежно від спрямованості впливу енергії він стискається або розширюється. Виходить, що у вертикальний рух приходить лише колесо, а не весь кузов автомобіля.
Водночас до роботи підключаються важелі. Вони відводять енергію коливань від конкретної ділянки кузова автомобіля, поступово розподіляючи її по всій підвісці. Це рятує від перекосів кузова, а також від можливих технічних ушкоджень.
Жорсткість - запорука керованості
З тим, як працює підвіска автомобіля, пов'язана комфортабельність поїздок та безпека пасажирів. Важливо правильно підібрати цей агрегат, інакше будуть проблеми. Як мінімум, буде важко використовувати автомобіль у деяких ситуаціях.
Наприклад, якщо машина використовується для швидкої та агресивної їзди, то підвіска має бути жорсткішою. У цьому випадку, керованість автомобіля буде незрівнянно вищою, ніж з м'якою підвіскою. Крім цього, машина буде розганятися і гальмувати набагато динамічніше. Хороше рішення – активна підвіска. Її жорсткість можна регулювати залежно та умовами використання транспортного засобу.
13 жовтня 2017
Ступиці передніх та задніх коліс не кріпляться до кузова транспортного засобу безпосередньо. Для поглинання нерівностей дорожнього полотна, пом'якшення ударів та покращення загальної керованості автомобіля застосовуються різні види підвісок. Кожна з них є сукупністю важелів, тяг і демпфуючих пристроїв (пружини, амортизатори), що з'єднують колісну та кузовну базу. Ходові якості авто, вантажопідйомність та ступінь комфорту при їзді залежить від конструкції підвіски.
Різновиди підвісок
Існує кілька типів підвісних систем, що застосовуються на вантажних та легкових автомобілях, а також мікроавтобусах:
- одноважільний варіант під назвою Макферсон (McPherson);
- з двома важелями;
- залежна та напівзалежна;
- задня багатоважільна конструкція;
- гідропневматична адаптивна;
- конструкція «Де Діон».
Як правило, вузли типу McPherson, двоважільні та пневматичні варіанти систем встановлюються на передню вісь машини, решта використовується для задньої колісної бази. Нерідко трапляються винятки, наприклад, деякі позашляховики оснащуються спереду балкою нерозрізною, а це варіант залежної підвіски.
Будь-яка з перерахованих конструкцій включає такі основні елементи:
- Важелі призначені для кріплення ступиць коліс до деталей кузова. Вони здатні гойдатися за рахунок гумометалевих втулок – сайлентблоків.
- Стабілізатор - металевий стрижень, що забезпечує поперечну стійкість автомобіля. Зв'язує важелі передніх коліс.
- Пружина - елемент пружності, встановлений між важелем, що коливається, і кузовним лонжероном. Сприймає статичне навантаження від ваги автомобіля з пасажирами та динамічне – з боку коліс.
- Амортизатор (інакше – стійка) згладжує коливання кузова, не даючи пружин різко розпрямлятися і стискатися.
- Реактивні тяги забезпечують додатковий зв'язок колісних маточок з кузовом і протистоять бічним зусиллям, що діють на важелі (балки) у процесі руху.
На вантажівках та іншому комерційному транспорті замість пружин використовуються ресори чи пневматичні балони.
Залежні типи підвісок, що застосовуються на задніх осях, також включають поперечні балки різних конструкцій – нерозрізні та торсіонні. Найчастіше задній міст об'єднаний з елементом трансмісії – редуктором, що передає момент, що крутить, від карданного валу півосям провідних коліс.
Одноважільна система типу «Макферсон»
Даний тип підвіски вважається найдешевшим і практичним. Встановлюється на передню вісь більшості бюджетних легкових автомобілів та складається з таких деталей:
- підрамник - металева конструкція, що прикріплюється до нижньої частини кузова;
- нижні нижні важелі, встановлені на підрамнику;
- поворотний кулак зі маточкою кріпиться до важеля за допомогою кульової опори;
- роль верхнього важеля грає сама стійка у зборі з пружиною, що спирається верхнім кінцем у склянку кузовного лонжерона;
- стабілізатор, що зв'язує поперечні важелі;
- наконечники рульової тяги, приєднані до поворотних кулаків на шарнірах.
Принцип дії підвіски McPherson досить простий: амортизатор, встановлений усередині пружини, працює разом з нею як головний елемент, що демпфує. Стійка здатна обертатися разом із поворотним кулаком за рахунок опорного підшипника у верхній частині. Важель тримає колесо знизу, а поворот здійснюється під впливом кермової тяги, прикріпленої шарніром до кулака. Від кренів автомобіль оберігає стабілізатор, з'єднаний з підрамником та обома важелями.
Довідка. Стійки підвіски Макферсон розташовані не строго вертикально, а відхилені назад під невеликим кутом (так званий кут кастору).
Основні плюси даної підвіски - компактність, низька вартість і можливість без проблем підключити до колес ШРУСи від мотора, що поперечно стоїть. Додаткова перевага – великий хід, практично на всю довжину розкриття амортизатора, що оберігає деталі кузова від пробоїв підвіски.
Тепер про мінуси:
- Опорна стійка схильна до ударних навантажень з боку колеса і нерідко виходить з ладу. Це слабке місце конструкції McPherson.
- Через великий хід і рухоме кріплення елемента пружності на шарнірах істотно змінюється розвал передніх коліс.
Зазначені недоліки не дозволяють встановлювати незалежну підвіску Макферсона на важкі машини преміум-класу, позашляховики та спорткари.
Конструкція з двома важелями
Двоважільна незалежна підвіска автомобіля також застосовується на передній осі та відрізняється від попередньої конструкції за такими ознаками:
- Амортизатор і пружина не становлять єдиний вузол, хоча перший вбудований усередину другий. Кріпляться деталі окремо - стійка до шарніра кузова, а пружина просто впирається у склянку.
- Доданий верхній важіль із кульовою опорою, прикрученою до поворотного кулака. По довжині елемент коротший за нижній важіль, оскільки кріпиться до лонжерона зсередини колісної арки.
- Поворот колеса робиться тією ж кермової тягою, але за рахунок двох кульових опор, встановлених на кінцях важелів.
- Стійка з пружиною проходить крізь технологічний отвір верхнього важеля та прикріплюється до нижнього. Відповідно, пружні елементи не обертаються разом з колесом, що повертається, верхній опорний підшипник відсутній.
В іншому підвіска ідентична «Макферсону» – знизу стоїть підрамник, з'єднаний з важелями на шарнірах та за допомогою стабілізатора поперечної стійкості. У деяких випадках останній прикручується не до передньої балки, а до деталей кузова.
Завдяки особливостям конструкції всі динамічні та статичні навантаження рівномірно розподіляються на всі елементи підвіски – пружини, амортизатори, важелі та стабілізатор. В результаті термін служби стійки та інших деталей значно збільшується. Підвіска набагато «м'якша» і надійніша, ніж McPherson, тому успішно використовується на автомобілях преміум-класу та позашляховиках.
Довідка. Двохважільна система встановлювалася на всі класичні моделі ВАЗ 2101-2107. Незважаючи на безліч інших недоліків, ці старі автомобілі вважалися досить комфортними для їзди нашими дорогами.
Підвіска з 2 важелями зі зрозумілих причин дорожча та складніша в ремонті. Але «чаклувати» над нею доводиться рідше, оскільки деталі зношуються рівномірно.
Задні підвіски
У передньопривідних легкових автомобілях конструкція задньої ходової частини набагато простіше і надійніше передньої. Причина – у відсутності поворотних елементів і приводних півосей. Найбільш підходящий варіант для таких машин - напівзалежна підвіска з торсійною балкою, що коливається або хитається.
Напівзалежна конструкція з балкою, що хитається, поширена на бюджетних автомобілях, оснащених переднім приводом. Система включає такі деталі:
- суцільнометалева балка, прикріплена до кузова на шарнірах;
- пружини, вставлені між кузовними склянками та спеціальними майданчиками на балці;
- амортизатори встановлені усередині пружин чи окремо;
- тяги поперечної стійкості та реактивні, що утримують задній міст при впливі поздовжніх зусиль.
Система працює наступним чином: у процесі руху важільна балка хитається на шарнірах, що підтримується з іншого боку тягами та амортизаторами. Нерівності згладжуються за рахунок пружини. Ступиці коліс жорстко прикріплені до заднього мосту та обертаються на підшипниках.
Другий різновид напівзалежної підвіски має розрізну балку з торсіоном посередині. Коли одне з коліс потрапляє в яму, цей елемент скручується і прагне повернути колишнє положення. Завдяки такому ефекту торсіонна підвіска створює комфортніші умови пасажирам авто..
Повністю залежна підвіска автомобіля оснащена цільною балкою з вбудованим редуктором і півосями, що ведуть рух задні колеса. Конструкція тримається за рахунок системи реактивних тяг та спирається на пружини з амортизаторами. На відміну від попереднього варіанта, ходова частина призначена для машин із заднім приводом.
У вантажівках та комерційних автомобілях задні пружини замінені пакетом ресор – пружних сталевих пластин. Середина ресорного вузла спирається на балку, а кінці на кузовні кронштейни. Конструкція розрахована на перевезення важких вантажів: чим більше аркушів задіяно в пакеті ресор, тим вища вантажопідйомність транспортного засобу.
Цікавий факт. Популярний мікроавтобус Mercedes Sprinter обладнаний попереду єдиною ресорою, встановленою впоперек кузова. Причому оригінальна деталь зроблена із пластику.
Багатоважільний варіант
Конструкція цього різновиду підвіски має певну схожість із двоважелевою системою, тільки більш досконалою. Суть у наступному: колісна маточина тримається на кількох важелях, що дозволяють успішно гасити коливання від різноспрямованих впливів. Переваги такого пристрою незаперечні:
- повна незалежність кожного колеса;
- відмінне зчеплення із дорожнім покриттям;
- підвищений комфорт та керованість автомобілем;
- надійність та довговічність вузлів, обумовлена розподілом навантаження на кілька деталей.
Недолік багатоважільного підвіски - складність, яка тягне за собою підвищення вартості ремонту. Найчастіше доводиться міняти шарніри та гумові втулки, рідше – сайлентблоки. У різних марках автомобільна система зустрічається на передній і задній осі.
Підвіска адаптивна та «Де Діон»
Обидві конструкції є різновидом інших підвісок легкових автомобілів. Особливість варіанта "Де Діон" - редуктор головної передачі заднього моста, встановлений окремо від поперечної балки та інших деталей ходової частини. Елемент трансмісії прикручений до кузова власними кріпленнями, а від нього до маточини коліс підключені півосі.
Подібне технічне рішення дозволяє ґрунтовно розвантажити задню підвіску автомобіля та покращити умови її роботи. Окремий редуктор впроваджується виробниками разом із балкою чи многорычажной системою.
Ідея адаптивної підвіски полягає в автоматичному пристосуванні до дорожніх умов, завантаженні авто, швидкості руху тощо. Для цього традиційна конструкція доповнена такими елементами:
- електронний блок керування;
- пневматичні балони замість пружин;
- амортизатори активного типу;
- регульований стабілізатор;
- комплект датчиків.
Орієнтуючись за сигналами датчиків, контролер блоку керує роботою стійок та стабілізатора, а також регулює розмір кліренсу. Адаптивна схема досить дорога, зате найефективніша з усіх різновидів підвісок. Пневмобалони, що змінюють висоту, також застосовуються в підвісці вантажівок.
Автомобіль складається з багатьох вузлів, кожен з яких виконує покладені на нього функції. Без їх точної роботи неможливий нормальний рух машини. Одним із найважливіших вважається підвіска авто. Вона допомагає гасити удари від нерівної поверхні і передає зусилля колес, що крутять, на корпус. Завдяки цьому транспортний засіб рухається у потрібному напрямку.
Увага! Без підвіски кожен удар при наїзді на яму завдав би серйозної шкоди кузову.
Що таке підвіска можна дізнатися на відео:
Призначення підвіски та загальний пристрій
Підвіска для авто має кілька основних функцій, які визначають її роль роботі авто. Саме вона забезпечує комфорт пасажирів під час їзди. Одним із її основних елементів є амортизатори. Вони поглинають основну ударну силу.
Ще однією важливою функцією підвіски є утримання корпусу авто під час поворотів. Ця конструкційна особливість забезпечує високу надійність навіть на найкрутіших віражах. Загальний пристрій складається з таких елементів:
- кузов;
- колесо;
- шарнір;
- пружний, демпфуючий та напрямний елемент.
Увага! Зараз у більшості конструкцій підвісок для автомобілів як пружний елемент використовуються пружини, але досі можна знайти конструкції з ресорами.
Хороша підвіска авто забезпечує плавність під час їзди. Саме від неї залежить, наскільки комфортно ви почуватиметеся на трасі чи бездоріжжю. У процесі еволюції автомобільними інженерами було створено безліч конструкцій, кожна з яких унікальна. Багато хто з них знайшли своє практичне застосування.
Види підвісок та їх пристрій
Існує багато видів підвісок для автомобіля. Кожна має низку конструкційних особливостей, що забезпечує її функціональні можливості. Не дивно, що конструкція визначається для конкретного класу машин, розрахованого на ті чи інші умови експлуатації.
Видів підвісок є дуже багато. У принципі кожен серйозний автомобільний виробник намагався винайти свою унікальну конструкцію, яка б максимально відповідала класу автомобілів, що випускаються ним. Перерахування їх займе занадто багато часу. Тому краще зосередитися на найпопулярніших.
Залежна підвіска
Мабуть, це найстаріша підвіска, яка застосовується досі. Головною її особливістю є жорсткий зв'язок. Подібного ефекту вдається досягти завдяки балці та картеру.
Примітно, що в перших моделях виробники навіть використовували ресори. Але невдовзі від цієї практики довелося відійти. Сучасні аналоги оснащуються поздовжніми важелями. За сприйняття бічної сили відповідає поперечна тяга.
Залежна підвіска авто має такі переваги:
- невисокою вартістю;
- малою вагою;
- гарним зчепленням із поверхнею.
На перший погляд, це не так вже й мало, але справа в тому, що і багато інших видів підвісок для авто мають такі якості. Головний недолік системи полягає в частих заметах. До того ж через те, що колеса рухаються різноспрямовано, спостерігаються проблеми з керованістю.
Задня напівнезалежна
Конструкція підвіски досить проста. Це два поздовжні важелі. Вони з'єднуються між собою поперечиною. Подібна підвіска встановлюється лише ззадуна машинах з переднім приводом. Інакше ефективність системи під великим питанням. До переваг системи можна зарахувати:
- компактність;
- мала вага;
- гарну кінематику.
Головна умова для використання підвіски такого типу - наявність заднього моста, що не веде. У деяких конструкціях амортизатори та пружини встановлюються окремо.
Увага! Головною альтернативою для пружини є пневматичний елемент із фіксацією певної величини.
Ще в деяких варіантах пристрою допустиме включення пружин та амортизаторів в одне ціле. В такому випадку пневматичний елемент встановлюється на шток амортизатора.
На поздовжніх важелях
Ця підвіска для авто належить до класу незалежних. Головною відмінністю є відсутність жорсткого зв'язку.Кожне колесо утримується важелем. Саме він робить бічні зусилля.
Увага! Важель повинен мати граничну міцність. Це запорука надійності всього пристрою.
Важель кріпиться до кузова двома шарнірами. У цьому сам елемент має широку опорну базу. Тільки так стає можливим забезпечити потрібну фіксацію та надійність.
Підвіска для авто такого типу може рухатися лише подовжньо. При цьому колія не змінюється. Подібна конструкторська особливість має як позитивний, так і негативний бік. Якщо авто їде лише вперед, спостерігається значна економія палива. До того ж кузов має підвищену стабільність, але варто машині увійти в поворот, як все кардинально змінюється.
Поздовжня підвіска дуже погано показує себе на поворотах.Колеса нахиляються разом із кузовом, і це, звичайно ж, не сприяє стійкості. Подібний вид конструкції має вкрай убогі можливості при передачі бічної сили. Великі крени — переконливе свідчення.
Додавання пристрою подовжньої підвіски стабілізатора дозволяє автомобілю позбутися надмірного крену. На жаль, подібне доповнення призводить до втрати стійкості на нерівному покритті.
Здавалося б, всіх перерахованих вище недоліків більш ніж достатньо, щоб забути про подовжню підвіску для авто. Але вона має вагомі переваги, про які не можна забувати. Вона дуже компактна та проста в монтажі. Через це її найчастіше встановлюють на автобусах та вантажівках.
Поперечні подвійні важелі
Цей пристрій підвіски для авто є різновидом попередньої модифікації. Вона була створена у 30-х роках минулого століття. Незважаючи на це, вона досі незамінна у машинах, які беруть участь у різних типах перегонів.
Колесо в такій підвісці для авто утримується за допомогою двох важелів, які розташовані поперечно. Кріплення може здійснювати як кузов, так і підрамник. Різні автомобільні компанії використовують той варіант, який найбільше підходить для їхньої мети.
Головною перевагою поперечної підвіски для авто є можливість широкого налаштування. Ви можете легко змінити нахил важелів, якщо вам це знадобиться.Завдяки такій корективі змінюється параметр поперечного нахилу. Мало того, є можливість міняти довжину. Це дозволяє проводити розвал.
Нижній важіль поперечної підвіски для авто повинен бути трохи довшим за верхній. Подібна конструкційна зміна дозволяє утворити негативний розвал коліс. Мало того, це відбувається за мінімального розширення колії.
На практиці подібне виглядатиме так: підвіска захопить колесо зверху. Через це при поворотах колеса спереду виявляються набагато ближчими до вертикалі. Даного ефекту вдається досягти рахунок негативного розвалу. Саме він компенсує нахил, хоч і не повністю.
Відстань між поперечними важелями дозволяє контролювати піддатливість підвіски авто. Також це впливає на кінематику. Залежність досить проста. Чим далі вони один від одного, тим більша жорсткість і вища точність.
Звичайно, без мінусів у поперечній підвісці авто обійтися не вдалося. Через мінливий розвал гірше себе проявляють покришки. Особливо це помітно під час гальмування. Не дивно, що згодом інженери почали встановлювати важелі поздовжньо.
Увага! Основною перевагою підвіски автомобіля з поздовжніми важелями є можливість отримання центру крену вище, ніж у інших модифікацій.
Де-діон
Шукаючи можливість зняти навантаження із заднього мосту, вчені винайшли підвіску для авто Де-діон. У ній картер відокремлюється від балки. При цьому він кріпиться безпосередньо до кузова. Таким чином, момент, що крутить, йде прямо до провідних коліс від силового агрегату. Провідниками є півосі. Конструкція може бути залежною та незалежною
Увага! Головний недолік цієї підвіски авто - відсутність балансу при гальмуванні.
Підвіска грає одну з найважливіших ролей в авто. Не дивно, що автомобільними інженерами було винайдено безліч модифікацій, кожна з яких оптимально підходить під певні умови експлуатації.
На відео - огляд видів підвісок для авто:
- Пані, чому ж, дозвольте вас запитати, чи ви не одягли діамантові підвіски? Адже ви знали, що мені було б приємно бачити їх на вас.
А. Дюма «Три мушкетери»
Нагадаємо: називається вся сукупність деталей та вузлів, що з'єднують кузов або раму автомобіля з колесами.
Перерахуємо основні елементи підвіски:
- Елементи, що забезпечують еластичність підвіски. Вони сприймають та передають вертикальні сили, які виникають при проїзді нерівностей дороги.
- Напрямні елементи - визначають характер переміщення коліс. Також напрямні елементи передають поздовжні і бічні сили, і моменти, що виникають від цих сил.
- Амортизуючі елементи. Призначені для гасіння коливань, що виникають при дії зовнішніх та внутрішніх сил
Спочатку була ресора
У перших колісних не було жодних підвісок – пружні елементи просто були відсутні. А потім наші предки, ймовірно, надихнувшись конструкцією стрілецької цибулі, почали застосовувати ресори. З розвитком металургії сталевим смугам навчилися надавати пружності. Такі смуги, зібрані в пакет, утворили першу ресорну підвіску. Тоді найчастіше використовувалася так звана еліптична підвіска, коли кінці двох ресор були з'єднані, які середини кріпилися до кузова з одного боку і осі коліс з іншого.
Потім ресори стали застосовувати на автомобілях, причому як у вигляді напівеліптичної конструкції для залежних підвісок, так і встановивши одну, а то й дві ресори впоперек. При цьому одержували незалежну підвіску. Вітчизняний автопром довго використовував ресори - на Москвичах до появи передньопривідних моделей, на Волгах (за винятком Волги Сайбер), а на УАЗах ресори застосовуються досі.
Ресори еволюціонували разом із автомобілем: листів у ресоре ставало менше, аж до застосування однолистової ресори на сучасних малих розвізних фургонах.
| Плюси ресорної підвіски | Мінуси ресорної підвіски |
|
|
Пружинна підвіска
Пружини почали встановлювати ще на зорі автомобілебудування та з успіхом застосовують досі. Пружини можуть працювати у залежних та незалежних підвісках. Їх застосовують на легкових автомобілях усіх класів. Пружина, спочатку тільки циліндрична, з постійним кроком навивки у міру вдосконалення конструкції підвіски набула нових властивостей. Зараз застосовують конічні або бочкоподібні пружини, навиті із прутка змінного перерізу. Все для того, щоб зусилля зростало не прямо пропорційно до деформації, а інтенсивніше. Спочатку працюють ділянки більшого діаметра, а потім включаються менші. Так само і більш тонкий пруток включається в роботу раніше, ніж товстіший.
| | |
Торсіони
А ви знаєте, що майже в будь-якому автомобілі зі пружинною підвіскою все одно є торсіони? Адже стабілізатор поперечної стійкості, що зараз ставлять майже повсюдно, це і є торсіон. Взагалі будь-який відносно прямий і довгий важіль, що працює на кручення, є торсіоном. Як основні пружні елементи підвіски торсіони стали застосовуватися поряд із пружинами на самому початку автомобільної ери. Торсіони ставили вздовж і впоперек автомобіля, використовували в різних типах підвісок. На вітчизняних автомобілях торсіон використовувався у передній підвісці Запорожців кількох поколінь. Тоді торсіонна підвіска припала до речі внаслідок своєї компактності. Зараз торсіони частіше використовують у передній підвісці рамних позашляховиків.
Пружним елементом підвіски є торсіон - сталевий стрижень, що працює на кручення. Один з кінців торсіону закріплений на рамі або кузові автомобіля, що несе, з можливістю регулювання кутового положення. На іншому кінці торсіону встановлено нижній важіль передньої підвіски. Зусилля на важелі створює момент, що закручує торсіон. Ні поздовжня, ні бічна сили на торсіон не діють, він працює на чисте кручення. Підтяжкою торсіонів можна регулювати висоту передньої частини автомобіля, але при цьому повний хід підвіски залишається незмінним, ми тільки змінюємо співвідношення ходів стиснення та відбою.
Амортизатори
З курсу шкільної фізики відомо, що будь-якій пружній системі властиві коливання з певною частотою. А якщо ще впливатиме сила, що обурює, з співпадаючою частотою, то виникне резонанс - різке збільшення амплітуди коливань. У разі торсійної або пружинної підвіски боротися з цими коливаннями і покликані амортизатори. У гідравлічному амортизаторі розсіювання енергії коливань відбувається за рахунок втрати енергії на перекачування спеціальної рідини з однієї камери до іншої. Наразі телескопічні амортизатори поширені повсюдно, від малолітражок до великовантажних автомобілів. Амортизатори, які називають газовими, насправді теж рідинні, але у вільному обсязі, а він є у всіх амортизаторів, міститься не просто повітря, а газ під підвищеним тиском. Тому "газові" амортизатори завжди прагнуть виштовхнути свій шток назовні. А ось у наступного виду підвісок без амортизаторів можна обійтись.
Пневматична підвіска
У пневматичній підвісці роль пружного елемента грає повітря, що знаходиться в замкнутому просторі пневмобаллону. Іноді замість повітря використовують азот. Пневмобалон являє собою герметичну ємність зі стінками із синтетичних волокон, завулканізованих у шар герметизуючої та захисної гуми. Конструкція багато в чому нагадує боковину шини.
Найважливішою якістю пневмопідвіски є можливість змінювати тиск робочого тіла у балонах. Причому перекачування повітря дозволяє пристрою грати роль амортизатора. Система керування дозволяє змінювати тиск у кожному окремому балоні. Таким чином автобуси можуть ввічливо нахилятися на зупинці для полегшення посадки пасажирів, а вантажівки зберігати постійну «стати», набиті під зав'язку або абсолютно порожні. А на легкових автомобілях пневмобалони можуть встановлюватись у задній підвісці для збереження постійного дорожнього просвіту залежно від завантаження. Іноді конструкції позашляховиків застосовують пневмопідвіску і на передній, і на задній осях.
Пневмопідвіска дозволяє регулювати кліренс автомобіля. На високих швидкостях машина «присідає» ближче до дороги. Оскільки при цьому центр мас стає нижчим, зменшується валкість у поворотах. А на бездоріжжі, де важливим є великий дорожній просвіт, кузов, навпаки, піднімається.
Пневмоелементи поєднують у собі функції пружин і амортизаторів, правда тільки тоді це заводська конструкція. У тюнінгових конструкціях, коли пневмобалони просто додають до існуючої підвіски, амортизатори краще залишити.
Установку пневмопідвісок дуже люблять тюнінгісти всіх мастей. І, як завжди, хтось хоче нижче, хтось вище.
| | | |
Залежна та незалежна підвіска
Усі чули вираз «у нього незалежна підвіска по колу». А що це означає? Незалежною підвіскою називається така підвіска, коли кожне колесо здійснює ходи стиснення та відбою (вгору та вниз) не впливаючи на переміщення інших коліс.
| | |
Незалежна підвіска типу МакФерсон з L або А-подібними важелями – сьогодні найпоширеніший тип передньої підвіски у світі. Простота та дешевизна конструкції поєднуються з непоганою керованістю.
Залежною називається така підвіска, коли колеса поєднує одна жорстка балка. При цьому хід одного колеса, наприклад, вгору, супроводжується зміною кута нахилу іншого колеса щодо дороги.
Раніше такі підвіски застосовувалися дуже широко – взяти хоч наші Жигулі. Тепер лише на серйозних позашляховиках із потужною нерозрізною балкою заднього мосту. Залежна підвіска гарна лише своєю простотою і використовується там, де за умовами міцності необхідний жорсткий міст нерозрізний. Ще є напівзалежна підвіска. Така використовується на задній осі недорогих автомобілів. Вона є пружною балкою, яка пов'язує осі задніх коліс.
